(57)【要約】【課題】  ガラスバルブ成形部と排気管部とが連続して形成されているガラス管内に、ビードガラスを係止する縮径部が均一の形状に形成されるようにした放電管の製造装置を提供する。【解決手段】  この放電管の製造装置は、加熱手段１７と成形手段１８とが備えられている。加熱手段１７は、ガラスバルブ成形部２と排気管部３とが連続して形成されているガラス管１の周囲を取り囲み、ガラスバルブ成形部２と排気管部３との境界部４に向けて均等の火力のガス炎を噴射する複数のバーナ１９，１９…を有する。成形手段１８は、該加熱手段１７によって加熱されたガラス管１を半周ずつ嵌め入れるように接離する一対の凹曲面部２５，２５と、各両凹曲面部２５，２５から突出し、ガラスバルブ成形部２と排気管部３との境界部４を押圧する一対の押圧部材２６，２６とを有している。【選択図】  図１
2006012480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスバルブ成形部と排気管部とが連続して形成されているガラス管の周囲を取り囲み、ガラスバルブ成形部と排気管部との境界部に向けて均等の火力のガス炎を噴射する複数のバーナを有する加熱手段と、
該加熱手段によって加熱されたガラス管を半周ずつ嵌め入れるように接離する一対の凹曲面部と、該両凹曲面部から突出し、ガラスバルブ成形部と排気管部との境界部を押圧して縮径部を形成する一対の押圧部材とを有する成形手段とが備えられていることを特徴とする放電管の製造装置。
【請求項２】
前記加熱手段は、前記各バーナが１本のガス管から分岐した複数本の分岐管ごとに接続され、各バーナに同じ流量のガスが供給されるようにするための流量調整具がガス管から分岐管に分岐する部分に備えられていることを特徴とする請求項１に記載の放電管の製造装置。
【請求項３】
前記一対の凹曲面部は、ガラス管を挟むように近接する位置とガラス管から離隔する位置とに往復動する一対のホルダーの対向面に形成され、
前記一対の押圧部材は、前記ガラス管が凹曲面部内に嵌め入れられた後に、凹曲面部から突出するように前記ホルダーに備えられていることを特徴とする請求項１または２に記載の放電管の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスバルブの両端部に電極を封止した放電管の製造装置に関し、詳しくは、ガラスバルブの部分となるガラスバルブ成形部と排気管部とが連続して形成されているガラス管を加熱して縮径部を成形するための放電管の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置のバックライトやストロボ装置の棒状光源などとして、冷陰極放電管等の放電管が使用されている。これらの放電管は、ガラスバルブの両端部にビードガラスを介して電極が封止され、密封されたガラス内に水銀蒸気や希ガスなどの放電ガスが封入された構成となっている。
【０００３】
このような放電管は、例えば特許文献１に開示されているような方法によって製造される。この放電管の製造方法について、図５を参照しながら説明する。
【０００４】
まず、図５（ａ）に示すように、ガラス管１を鉛直姿勢に保持する。ガラス管１は、下側に位置するガラスバルブ成形部２と上側に位置する排気管部３とが連続して形成されたものであり、ガラスバルブ成形部２の内周面には、蛍光体層５が積層されている。
【０００５】
そして、図５（ｂ）に示すように、ガラスバルブ成形部２と排気管部３との境界部４と排気管部３の中間部の２か所をバーナ６，６で加熱しながらガラス管１を回転させ、ガラス管１の２か所を軟化させる。そして、この軟化した部分にローラのような治具７を押し当てることによって、下側の第１の縮径部８と上側の第２の縮径部９を形成する。次に、図５（ｃ）に示すように、ガラスバルブ成形部２の下側の開口端部に電極１０の導入線（以下、導入線を含めて「電極」という。）をビードガラス１１とガラス管１を封着して封止する。
【０００６】
次に、図５（ｄ）に示すように、第１の縮径部８上に電極１０が貫通しているビードガラス１１を係止し、第２の縮径部９上に水銀合金部材１２を係止し、そして、排気管部３の上側の開口端部に排気ヘッド１３を装着する。排気ヘッド１３には、排気ライン１４と希ガスライン１５とが接続されている。そして、ガラス管１を外側から加熱しながら排気手段によってガラス管１内を真空にする。
【０００７】
次に、図５（ｅ）に示すように、水銀合金部材１２をガラス管１外に配置された高周波加熱コイル１６によって加熱することによって水銀蒸気を生成し、この水銀蒸気を真空状態のガラスバルブ成形部２内に流入させる。所要量の水銀蒸気がガラスバルブ成形部２内に流入した後、希ガスライン１５からガラス管１内に希ガスを封入する。
【０００８】
所要量の希ガスがガラスバルブ成形部２内に封入された後、図５（ｆ）に示すように、一対のバーナ６，６が第１の縮径部８を加熱することにより、ビードガラス１１を第１の縮径部８に溶着する。最後に、排気管部３の所定か所に傷を付け、その傷を起点として排気管部３を折り取ると、図５（ｇ）に示すように、放電管が完成する。
【特許文献１】特開平７−２５４３６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
放電管内に封入されている水銀蒸気や希ガスは、第１の縮径部（以下、単に「縮径部」という。）８上にビードガラス１１が係止された状態でガラスバルブ成形部２内に流入するようにされている。したがって、第１の縮径部８とビードガラス１１との間には、図６に示すように、水銀蒸気や希ガスなどの放電ガスが通過するための隙間Ｇが三日月形に形成されている。
【００１０】
しかし、放電管は大量生産されることから、全てのガラス管１について一定の大きさの隙間Ｇを形成することは困難である。すなわち、ガラス管１は境界部４がガラス管１を回転させながら加熱されるため、全体を同時に均等に加熱することが困難であるだけでなく、境界部４を押圧するローラなど治具７の押圧加減を一定にすることが困難であることから、縮径部８が同一形状に成形されず、隙間Ｇの大きさが不均一になる。すると、放電ガスが一定のガス圧でガラスバルブ成形部２内に流入せず、放電管には所要量の放電ガスが封入されないことがある
また、均等に加熱されていない状態で治具７で押圧してガラス管１を変形させるため、縮径部８、９には圧縮、引張りの両方の歪が発生してしまい、その差が歪の大きさとなるため歪が大きくなり易く、放電管が完成するまでの工程で加わる力により、縮径部８、９付近にクラックが発生することがあった。
【００１１】
そこで、本発明は、ビードガラスを係止する縮径部が均一の形状に形成されるようにするとともに、縮径部８、９付近の歪が小さくなるようにした放電管の製造装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る放電管の製造装置は、ガラスバルブ成形部と排気管部とが連続して形成されているガラス管の周囲を取り囲み、ガラスバルブ成形部と排気管部との境界部に向けて均等の火力のガス炎を噴射する複数のバーナを有する加熱手段と、該加熱手段によって加熱されたガラス管を半周ずつ嵌め入れるように接離する一対の凹曲面部と、該両凹曲面部から突出し、ガラスバルブ成形部と排気管部との境界部を押圧して縮径部を形成する一対の押圧部材とを有する成形手段とが備えられていることを特徴としている。
【００１３】
この放電管の製造装置によれば、ガラス管のガラスバルブ成形部と排気管部との境界部には、加熱手段と成形手段とにより、次々とガラス管を加熱して、同一形状の縮径部を形成することができる。加熱手段に備えられた複数のバーナからガラスバルブ成形部と排気管部との境界部に向けて均等の火力のガス炎が噴射されることにより、この境界部が全周にわたって均一に加熱され、軟化する。そして、境界部が加熱されたガラス管は、成形手段に備えられた一対の凹曲面部内に嵌め入れられ、一対の押圧部材が軟化している境界部を押圧することにより、この境界部に縮径部が形成される。このとき、ガラス管は、周囲が凹曲面部に当接ないしほぼ当接していることから、境界部は押圧部材の押圧方向と直交する方向に膨出することがなく、円形を維持する。したがって、次々と成形されるガラス管の縮径部は、一定の形状とすることができる。
【００１４】
また、前記放電管の製造装置において、前記加熱手段は、前記各バーナが１本のガス管から分岐した複数本の分岐管ごとに接続され、各バーナに同じ流量のガスが供給されるようにするための流量調整具がガス管から分岐管に分岐する部分に備えられていることが好ましい。
【００１５】
この放電管の製造装置によれば、流量調整具によってガス管から分岐した各分岐管には同じ流量のガスが供給され、各分岐管に接続されたバーナから噴射されるガス炎は、火力が均等になり、ガラスバルブ成形部と排気管部との境界部を全周に亘って均等に加熱し、均一に軟化させることができる。
【００１６】
また、前記放電管の製造装置において、前記一対の凹曲面部は、ガラス管を挟むように近接する位置とガラス管から離隔する位置とに往復動する一対のホルダーの対向面に形成され、前記一対の押圧部材は、前記ガラス管が凹曲面部内に嵌め入れられた後に、凹曲面部から突出するように前記ホルダーに備えられていることが好ましい。
【００１７】
この放電管の製造装置によれば、一対のホルダーが近接する方向に移動し、ホルダーの対向面に形成された凹曲面部内にガラス管が嵌め入れられた状態となった後に、一対の押圧部材が凹曲面部から突出する。この一対の押圧部材は、ガラス管のガラスバルブ成形部と排気管部との境界部を押圧する。このとき、境界部は、押圧方向と直交する方向に膨出しようとするが、境界部は、凹曲面部に当接し、膨出することができないため、縮径部を一定の形状に形成することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、放電管の製造装置が加熱手段と成形手段とを備え、ガラス管のガラスバルブ成形部と排気管部との境界部は、加熱手段によって全周に亘って均一に加熱され、軟化した後に、成形手段によって縮径部が形成される。この縮径部は、次々と軟化されるガラス管の境界部に一定の形状に形成される。したがって、ガラスバルブ成形部内に放電ガスが一定の圧力で流入し、所要量の放電ガスがガラスバルブ封入されるため、放電管の歩留まりが向上し、コストダウンを図ることができるようになるとともに、全周にわたって均一に加熱されて縮径部が形成されるため、縮径部の歪差が小さくなり、クラックの発生を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係る放電管の製造装置の一実施形態について、図１ないし図４を参照しながら説明する。なお、従来と同一部分は、同一符号を付して説明する。
【００２０】
この放電管の製造装置は、加熱手段１７と成形手段１８とが備えられている。加熱手段１７は、図１に示すように、鉛直姿勢のガラス管１のガラスバルブ成形部２と排気管部３との境界部４（図２参照）の周囲を取り囲む複数のバーナ１９，１９…を備えている。バーナ１９，１９…は、ガラス管１の周囲に放射状に例えば６個または８個以上が等間隔に配置されるが、ここでは一例として６個のバーナ１９，１９…が配置される場合について説明する。６個のバーナ１９，１９…は、３個ずつ２台のベース部２０，２０に取り付けられている。各ベース部２０にはガス管２１が配管され、このガス管２１から３本の分岐管２２，２２，２２が分岐し、各分岐管２２，２２，２２の先端部分にバーナ１９，１９，１９が接続されている。
【００２１】
そして、ガス管２１が分岐管２２，２２，２２に分岐する部分には、各分岐管２２，２２，２２に同じ流量のガスが供給されるようにするための流量調整具２３が備えられている。各分岐管２２，２２，２２に同じ流量のガスが供給されることにより、バーナ１９，１９…から噴射されるガス炎は、火力が均等にされる。流量調整具２３は、例えば、ボルトのネジ部分に径方向の貫通穴を形成したものとしてもよい。
【００２２】
なお、６個のバーナ１９，１９…は、１台のベース部２０に取り付け、１本のガス管２１から流量調整具２３を介して６本の分岐管２２，２２…が分岐し、各分岐管２２に取り付けられるようにしてもよい。
【００２３】
一方、成形手段１８は、図２および図３に示すように、ガラス管１を挟むように近接する位置とガラス管１から離隔する位置とに往復動する一対のホルダー２４，２４の対向面に形成された凹曲面部２５，２５と、この各凹曲面部２５から突出・退入する軸状の押圧部材２６とを備えている。
【００２４】
凹曲面部２５は、ガラス管１を半周ずつ嵌め入れる樋形状とされている。ガラス管１の半径をＲ１、凹曲面部２５の曲率半径をＲ２とすると、Ｒ１≦Ｒ２≦1.1Ｒ１であることが好ましい。
【００２５】
そして、押圧部材２６は、ガラス管１のガラスバルブ成形部２と排気管部３との境界部４を押圧するように、各ホルダー２４に内蔵される。各押圧部材２６，２６は、一対のホルダー２４，２４が離隔している位置においては、先端部が凹曲面部２５と同一面または退入した位置にあり、一対のホルダー２４，２４が近接した位置においては、先端部が凹曲面部２５から突出するようにされている。押圧部材２６の先端部分は、ガラス管１の境界部４に縮径部８を形成するのに好適な形状に形成されている。
【００２６】
この実施形態における放電管の製造装置は、以上のように構成され、次に放電管の製造方法について説明する。
【００２７】
まず、鉛直姿勢のガラス管１が加熱手段１７のバーナ１９，１９…に囲まれるようにセットする。ただし、ガラス管１のガラスバルブ成形部２と排気管部３との境界部４がバーナ１９，１９…と対向するように位置させる。
【００２８】
そして、ガス管２１から分岐管２２，２２…を経由してバーナ１９，１９…にガスを供給し、バーナ１９，１９…からガラス管１の境界部４に向けてガス炎を噴射する。ガスは、流量調整具２３によってどの分岐管２２，２２…にも均等に供給されるため、ガス炎の火力は均等になり、ガラス管１の境界部４は均一に加熱されて軟化する。
【００２９】
次に、軟化した境界部４を間に挟んで成形手段１０の一対のホルダー２４，２４が離隔している状態で対峙する。
【００３０】
そして、一対のホルダー２４，２４が近接することにより、ガラス管１が凹曲面部２５，２５内に半周ずつ嵌め入れられる。続いて、図３に示すように、一対の押圧部材２６，２６が近接し、境界部４を押圧することにより、縮径部８を形成する。縮径部８は、図４に示すように、境界部４が内側に窪むことによって一対の円弧状に形成される。
【００３１】
このとき、一対の押圧部材２６，２６の移動方向と直交する方向の力がガラス管１の境界部４に加えられるが、ガラス管１の周囲は凹曲面部２５，２５に囲まれ、また、曲率半径が前記の寸法に設定されているため、楕円形に変形することなく、円形を維持する。したがって、次々とガラス管１，１…が加熱され、押圧部材２６によって形成される縮径部８，８…は、ほぼ同じ形状となる。そして、背景技術で説明したように、この縮径部８上に電極１０が貫通しているビードガラス１１を係止する（図５参照）。
【００３２】
ここで、縮径部８が形成されることにより、形成される境界部４の内周と、境界部４上に係止されるビードガラス１１との隙間Ｇの面積について、従来と本願とを比較したものを表１にまとめる。
【００３３】
【表１】
2006012480.tif 000003
【００３４】
この表は、10本のガラス管１，１…にNo１からNo10までの番号を付し、No１からNo10ごとの各隙間Ｇの面積、No１からNo10までの隙間Ｇの面積うちで最大のものと最小のもの、隙間Ｇの平均値、そして標準偏差を表している。本発明は、標準偏差が従来よりも極めて小さくなっている。この結果から、本願発明は、隙間Ｇがほぼ同じ面積となる縮径部８を形成することができるといえる。
【００３５】
このような一定の形状の縮径部８とビードガラス１１との隙間Ｇからガラスバルブ成形部２内に水銀蒸気と希ガスなどの放電ガスを流入させる。次々と形成される縮径部８は、いずれもほぼ同じ形状であり、縮径部８とビードガラス１１との隙間Ｇがほぼ一定となっているため、ガラスバルブ成形部２内はいずれもほぼ一定のガス圧となっている。
【００３６】
したがって、放電ガスの流入後に、縮径部８を加熱し、ビードガラス１１を縮径部８に溶着し、そして、所定か所から排気管部３を折り取ることによって完成する放電管には、所要量の放電ガスが封入されている。
【００３７】
次に縮径部８が形成されることにより、縮径部８の周辺に発生する歪について、従来と本願を比較したものを表２にまとめる。
【００３８】
【表２】
2006012480.tif 000004
【００３９】
この表は、10本のガラス管１，１…にNo１からNo10までの番号を付し、縮径部８を形成後直ちに、No１からNo10ごとの縮径部８付近に発生した圧縮、引張り歪及びその差とそれぞれの平均値を表している。本発明は引張り歪の発生がなくなり、実質的な歪量となる差の平均において１０．１小さくなっている。
【００４０】
このように、歪が小さくなることにより、工程で力が加わってもクラックが発生することがなくなる。
【００４１】
なお、本発明は、この実施形態に限定することなく特許請求の範囲に記載した事項の技術的事項の範囲内において種々変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明に係る放電管の製造装置は、ガラスバルブ内に所要量の放電ガスが封入されるため、液晶表示装置のバックライトやストロボ装置の棒状光源などに使用される放電管を製造するのに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る放電管の製造装置を構成している加熱手段の一実施形態を示す概略平面図
【図２】本発明に係る放電管の製造装置を構成している成形手段の一実施形態を示す概略斜視図
【図３】本発明に係る放電管の製造装置を構成している成形手段の一実施形態を示す概略正面断面図
【図４】本発明に係る放電管の製造装置によって製造される放電管の製造途中を示す概略断面図
【図５】従来の放電管の製造工程の示す一部断面正面図
【図６】従来の放電管の製造装置によって製造される放電管の製造途中を示す概略断面図
【符号の説明】
【００４４】
１  ガラス管
２  ガラスバルブ成形部
３  排気管部
４  境界部
１７  加熱手段
１８  成形手段
１９  バーナ
２１  ガス管
２２  分岐管
２３  流量調整具
２４  ホルダー
２５  凹曲面部
２６  押圧部材
【図１】
2006012480.tif 000005
【図２】
2006012480.tif 000006
【図３】
2006012480.tif 000007
【図４】
2006012480.tif 000008
【図５】
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【図６】
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